Vodik je sveti gral, nemške energetske pravljice, imenovane Energiewende. Energiewende stoji in pade na vodiku. Vodik naj bi shranil presežke električne energije iz obnovljivih virov in se nato uporabljal v plinskih elektrarnah za proizvodnjo elektrike ali pa kot energent v industriji in prometu. Toda ali so nemški Zeleni res našli sveti gral?

Lepota vodika je v tem, da je brezogljičen in da torej pri njegovem “kurjenju” ne nastajajo emisije CO₂. Od tod ideja, da bi iz viškov električne energije iz obnovljivih virov sonca in vetra prek elektrolize vodo (H₂O) pretvarjali v vodik (H₂), tega shranjevali in ga nato namesto zemeljskega plina uporabljali za proizvodnjo elektrike in v industriji za proizvodnjo toplotne energije. Avtomobili, kamioni, ladje in letala naj bi vozili na vodik.

Nič čudnega, da so “najbolj napredne države, na čelu z Nemčijo, Evropska komisija in mednarodne organizacije, kot je Mednarodna agencija za energijo (IEA), ponoreli za “zelenim vodikom” in ga proglasili kot ključni element v razogljičenju planeta.

Zadeva se sliši super, mar ne? No, ko sem v začetku 1980. let začel hoditi v naravoslovno-matematično gimnazijo, se je naša profesorica kemije zelo navduševala nad vodikom kot gorivom prihodnosti, ki bo zamenjalo nafto. Potem pa so cene nafte padle in vodik je izgubil privlačnost. Po ameriškem napadu na Irak in dvigu cen nafte je histerija okrog vodika spet oživela, toda njegova renesansa je upadla s padcem cen nafte. Zdaj smo v tretjem valu vodikove histerije, toda njegova privlačnost je enako kratkega daha kot prvi dve.

Toda problem vodika je, da je dober v teoriji, v praksi pa ne. Vsaj ne v vlogi, ki mu jo želijo dati. Vodik ima tri glavne težave, ki zmanjšujejo njegovo uporabnost. Prva so njegove “težavne” lastnosti, ker rad uhaja, je zelo eksploziven in ker povzroča krhkost kovin, kar otežuje gradnjo cevovodov in cistern za njegovo shranjevanje. Drug problem vodika kot hranilca energije so “neprijetna” tehnična dejstva glede energetskih pretvorb in izgub energije. Če vodik proizvajamo z energetsko izjemno potratno elektrolizo vode, ga stisnemo in transportiramo v skladišče ter nato uporabimo v plinskih elektrarnah za proizvodnjo električne energije, smo v procesu izgubili 60 do 70 % začetne energije.

Tretji problem pa je ekonomika proizvodnje in uporabe vodika. Danes se več kot 99 % vodika (za potrebe industrije) pridobi iz fosilnih goriv (večinoma iz zemeljskega plina), gre za t.i. »sivi vodik«. Toda ta vodik je »napačen«, ker je iz fosilnih goriv. »Pravi« je samo »zeleni vodik« iz elektrolize vode, toda delež tega v skupni proizvodnji vodika je le 0.04 % (le 35 tisoč ton!). »Pogojno pravi« je »modri vodik«, ki je enak kot sivi (iz fosilnih goriv), le da v proizvodnji zajemajo in odvajajo CO₂.

Proizvodna cena sivega vodika iz fosilnih goriv je okrog 1.5 do 2 $ za kilogram, cena modrega pa je dvakrat višja. Če bi vodik proizvajali iz viškov sončne energije v Evropi, bi v najugodnejšem primeru proizvodni strošek znašal med 6 in 7 evrov za kilogram.

Torej zeleni vodik je v najboljšem primeru za 3 do 4-krat (za 300 % do 400 %) dražji od “sivega” ali “rjavega” vodika. Ključna problema ekonomike proizvodnje vodika z elektrolizo vode sta stopnja izkoriščenosti elektrolizerjev in cena elektrike. Če bi vodik proizvajali iz viškov elektrike iz sončnih elektrarn, se nobena kalkulacija ne izide. V osrednji Evropi sonce pač sije samo okrog 1/8 časa (12.5 %) v letu, kar pomeni, da bi bili elektrolizerji skoraj 90 % časa neizkoriščeni. Nobena investicijska kalkulacija se pri tem seveda ne izide. Tudi če bi dogradili baterije za shranjevanje dnevnih viškov elektrike in tako podvojili izkoriščenost elektrolizerjev, se kalkulacija ne izide. Pri uporabi elektrike iz vetrnih elektrarn je ekonomika nekoliko manj slaba, vendar še vedno mnogo preslaba za komercialno uspešno poslovanje. In noben investitor se ne bo odločil za proizvodnjo, ki deluje samo 10 % ali (v najbolj ugodnem primeru) 40 do 50 % časa. Preostanek časa bi morali elektrolizerje poganjati na elektriko iz omrežja, ki pa je v državah z velikim deležem obnovljivih virov energije v omrežju zelo draga.

Zeleni vodik bi bilo mogočle stroškovno konkurenčno proizvajati samo ob stanovitnem viru električne energije in pri njeni zelo nizki ceni. V praksi je to mogoče samo z elektriko iz amortiziranih hidro in jedrskih elektrarn, ki lahko proizvajata vodik po podobni ceni, kot stane sivi vodik.

Vse razvite države in članice EU so izdelale vodikove strategije. Toda v 32 strategijah, ki smo jih pregledali, nobena ni vsebovala izračunov ekonomike vodika. Niti ena. Vse so zgolj predpostavile ceno vodika na ravni pod 2 (dolarja ali evra) na kg vodika. Nekoč. Vse pa so se močno razživele pri tekmovanju, katera država bo namenila več denarja za raziskave na področju vodika in za investicije v vodikovo infrastrukturo.

Zeleni vodik kot gorivo ni in nikoli ne bo konkurenčen ostalim gorivom. V prometu bi bil konkurenčen samo sivi ali vijolični vodik iz obstoječih jedrskih elektrarn, medtem ko bi bil zeleni vodik za 3 do 4-krat dražji od dizla.

Podobno je v industriji, kjer je zeleni vodik za 3 do 4-krat dražji od zemeljskega plina. Pri tem tudi predvidene subvencije in penalizacija uporabe fosilnih goriv z emisijskimi kuponi ne morejo izničiti te razlike.

Histerija, ki je nastala pred desetletjem glede zelenega vodika kot svetega grala zelenega prehoda danes pospešeno upada. Mednarodna agencija za energijo (IEA) v svojem rednem letnem Global Hydrogen Review vsako leto za nazaj zapiše, da je bil “lani” odstotek končnih investicijskih odločitev zelo nizek. Poslovni mediji vsak dan poročajo o primerih podjetij, ki so preklicala investicijske načrte glede proizvodnje zelenega vodika. Denimo največje podjetje na svetu za proizvodnjo električne energije iz vetrnih elektrarn, danski Ørsted, je opustil investicijo v gradnjo največje komercialne proizvodnje zelenega vodika v Evropi, pa čeprav bi ga naj proizvajalo iz stanovitne hidro energije. Danska je preklicala gradnjo vodikovoda do Nemčije.

Avgusta je Bloomberg objavil članek z naslovom “Zakaj skoraj nihče ne kupuje zelenega vodika?“. Članek na podlagi veliek baze podatkov ugotavlja, da je zelo malo projektov za proizvodnjo zelenega vodika dobilo končno investicijsko odločitev in da 90 % projektov (v ZDA, Kitajski, Španiji, Danski, Švedski itd.) nima niti enega kupca. V specializiranih publikacijah zato zdaj pozivajo k večjemu realizmu.

Nemčija kljub temu s pomočjo EU sredstev gradi velikanski vodikovod. Glede na nekonkurenčnost zelenega vodika zato nekateri špekulirajo, da se bo v njem pretakal modri vodik. Toda ta se proizvaja iz zemeljskega plina, pri čemer ima Nemčija problem, ker se je odrezala od poceni ruskega plina. S ceno norveškega, katarskega ali ameriškega plina tudi njen modri vodik ne bo konkurenčen. Če ne bi zaprla jedrskih elektrarn, bi lahko proizvajala konkurenčen vijolični vodik. Brez plina in jedrske energije torej ni nemškega zelenega prehoda.

Tudi ostali v zelenem vodiku očitno ne bodo našli svetega grala za zeleni prehod.

___________

* Izvorno objavljeno v Dnevniku